KR100464775B1 - 이형단면 나이론 잠재권축사의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이형단면 나이론 잠재권축사의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 서로 다른 수축율을 갖는 2종의 폴리머를 이형단면을 가지는 방사구금을 통과시켜 복합 방사한 후 연신하면, 필라멘트가 코일상으로 형성되어 신축성 및 흡한속건성을 나타내는 이형단면 나이론 잠재권축사를 제조할 수 있다.

Description

이형단면 나이론 잠재권축사의 제조방법 {Method for Preparing Nylon Latent Crimp Fiber Having Modified Cross-Section}

본 발명은 이형단면 나이론 잠재권축사의 제조방법에 관한 것으로 서로 다른 수축률을 갖는 2종의 폴리머를 이형단면 방사구금을 통과시켜 이형단면을 갖도록 복합 방사하여 부분 연신사를 제조한 뒤 연신하여 염색 등의 열처리 공정에서 자발권축성을 나타내는 이형단면 나이론 잠재권축사의 제조방법에 관한 것이다.

종래에는 서로 다른 2종의 폴리머를 사용하여 복합방사하는 기술이 소개되었으나 나이론과 폴리에스터, 나이론과 폴리우레탄(일본 특허공개 평2-53925, 일본 특허공개 평3-220301) 등의 조합으로는 염색차에 의한 불균염문제와 상용성의 부족으로 인한 권축특성약화 등 여러 문제점이 있었다. 이와 같이 구성폴리머의 차이에 의한 염색불균일과 상용성을 개선하고자 동일계폴리머로 구성하되 고점도와 저점도폴리머를 사용하는 경우에는 노즐표면에 곡사현상이 발생하여 방사작업성이 저하되는 문제가 있다. 이러한 문제점을 해결하고자 분배판 및 방사구금을 특수하게 제작하고 구성하여 곡사현상을 피하려는 발명(한국특허등록 제170067호)이 있으나 제작 및 구성에 번거로움이 있다. 그러나 동일계폴리머로 구성하되 동일계공중합물을 고수축부분으로 하고 일반중합물을 저수축부분으로 하는 경우에는 두 성분간에 염색차나 상용성에 문제가 없을 뿐 만 아니라 우수한 권축특성을 갖게됨이 일본 특허공개 소61-289125호에 개시되어 있다.

이와 같이 동일계폴리머를 사용하는 경우에 단면형태를 이형단면으로 함으로써 흡한속건성을 부여 한다. 특히 가연가공의 경우에는 기계적 마찰에 의해 이형단면이 심하게 훼손되는 것에 비하여 잠재권축사의 경우에는 단면모양에 전혀 손상이 없는 장점이 있다.

이형단면을 갖는 잠재권축사의 권축발현에 의해 이형단면 권축섬유를 얻는 것은 일본 특허공개 소42-6374, 일본 특허공개 평8-30285 등에 제시되었다. 이것들은 원형단면에 비해서는 광택성이 다소 우수한 장점이 있지만 흡한속건성은 미흡한 단점이 있다. 이때 흡한속건성이란 인체에서 발산되는 수분을 모세관현상에 의해 섬유표면으로 쉽게 흡수 전달하여 짧은 시간 내에 확산시켜 신속히 건조시키는 성능을 의미한다.

본 발명은 방사작업성이 안정하고 권축특성 및 흡한속건성이 우수한 이형단면 나이론 잠재권축사를 제조하는 것을 목적으로 한다.

즉, 본 발명은 나이론 66과 나이론 6을 공중합한 고수축성 나이론을 제1성분으로 하고, 일반 나이론 6을 제2성분으로 하여, 상기 제1성분과 제2성분의 복합 중량비를 4:6∼6:4로 조절하여, 왕(王)자형의 방사구금을 사용하여 복합방사한 후, 3000m/min이상의 방사속도로 권취한 다음 1.1∼1.5배 연신함을 특징으로 하는 나이론 잠재권축사의 제조방법에 대한 것이다.

도 1은 본 발명에 사용되는 방사구금의 모양을 나타낸 도면,

도 2는 본 발명에 사용되는 분배판 및 방사구금의 단면도, 및

도 3은 본 발명에 의한 이형단면 나이론 잠재권축사의 단면도이다.

이하에서 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

본 발명에서는 광택성 및 흡한속건성을 위하여 도 1과 같은 형태의 방사구금을 사용하여 방사하는 것을 특징으로 한다.

이를 보다 상세하게 설명하면, 상기 방사구금은 W₁의 폭과 L₁의 길이로 종단이 원형인 막대형상의 제1슬릿과, W₂의 폭과 L₂의 길이로 상기 제1슬릿과 수평하게 위치하며 그 중앙이 제1슬릿의 중앙과 동일한 연장선상에 배치된 두 개의 제2슬릿과, W₃의 폭과 L₃의 길이로 상기 각각의 제2슬릿의 중앙과 제1슬릿의 중앙을 연결하는 두 개의 제3슬릿로 이루어진 변형된 왕(王)자의 형상으로 형성된다. 이때 상기 제 1, 2 및 3 슬릿의 면적비가 하기 식 1을 만족하는 것이 바람직하다.

W₁L₁: W₂L₂: W₃L₃= a : b : 1

상기 식에서 W_i는 제 i 슬릿의 폭, L_i는 제 i 슬릿의 길이를 나타내며,

a는 3.0 ≤ a ≤ 5.5를 만족시키는 실수이고,

b는 1.5 ≤ b ≤ 3.5를 만족시키는 실수이다.

용융방사시에는 나이론 6과 나이론 66을 공중합한 고수축성 나이론을 제1성분으로 하고, 일반 나이론 6을 제2성분으로 하여 도 2에 도시된 형태의 방사구금을 사용하여 복합방사함으로서 방사 작업성이 개선되고, 우수한 권축성 및 흡한 속건성을 나타낸다. 이때, 상기 제1성분과 제2성분의 복합 중량비는 4:6 내지 6:4, 바람직하게는 5:5로 조절한다. 도 3은 제1성분과 제2성분의 복합비가 5:5인 경우 본 발명에 의해 제조된 이형단면 나이론 잠재권축사의 단면을 나타내는 도면이다.

상기 제1성분인 고수축성을 나타내는 공중합 나이론은 나이론 66 60∼80중량%와 나이론 6 40∼20중량로 이루어지고, 96% 황산 상대점도가 2.5∼3.20 범위이며, 비수수축률이 18∼26%인 것을 사용하며, 제2성분인 일반 나이론은 황산상대점도 2.4∼3.05 범위이며 비수수축률이 6∼9%인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 나이론 고수축사와 일반 나이론은 96% 황산상대점도 차이가 0.2 이내에 있고 비수수축률 차이가 10% 이상의 범위가 되도록 선택한다. 이는 황산상대점도의 차이가 크면 방사구금에서의 유동속도차이가 생겨 작업성이 저하되기 때문이며 비수수축률차이가 작으면 비수처리에 의해 생기는 권축성이 저하되는 이유때문이다.

방사된 사는 3000m/min이상의 방사속도로 권취한 후 1.1∼1.5배 연신하여 잠재권축사를 제조하게 된다.

이하에서 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 하나, 하기의 실시예는 설명의 목적을 위한 것으로, 본 발명을 제한하기 위한 것은 아니다.

다음은 실시예 및 비교예에서 권축품질을 평가하는 항목인 권축률, 탄성률, 흡수성, 속건성 및 방사성에 대한 측정방법이다.

1. 방사성

○ : 양호(사절 1회/일 미만)

△ : 보통(사절 1∼3회/일)

× : 불량(사절 3회/일 초과)

2. 권축률

워프릴에서 3회를 권취하여 타래를 만든 직후 30분간 비수처리한 다음 30분간 60℃의 온도에서 열풍건조를 실시하였다. 탈수된 시료에 1/10(g/d)의 하중을 2분간 가한 후 10분 이상 완화시킨다. 이 시료에 1/500(g/d)의 하중을 2분간 가한후 그 길이(a)를 측정한 다음 다시 1/10(g/d)의 하중을 2분간 더 가한 후 그 길이(b)를 측정한 다음 하중을 제거한다. 1/500(g/d)의 하중을 2분간 가한 후 그 길이(c)를 측정하여 다음의 식으로 권축률을 계산하였다.

3. 탄성률

상기 1의 측정방법을 따르되 다음의 식으로 탄성률을 계산하였다.

4. 흡수성

동일시간에 대해서 최초의 시료 무게에 대비하여 흡수 후 증가된 시료무게를 중량%로 표현하였다.

5. 건조성

동일시간에 대해서 충분히 흡수된 시료의 무게를 대비하여 건조된 후의 시료무게를 중량%로 표현하였다.

실시예 1

도 3과 같은 단면을 갖는 필라멘트를 제조하기 위하여 제1성분을 나이론 66와 나이론 6의 중량조성비를 70:30으로 랜덤공중합한 96% 황산상대점도 2.60의 고수축 나이론으로 하고, 제2성분을 황산상대점도 2.47의 일반 나이론 6으로 하여 복합방사하였다. 상기 고수축 나이론의 비수수축률은 20%(호모폴리머, FDY로 방사할경우)이고 일반 나이론 6의 비수수축률은 8%(호모폴리머, FDY로 방사할 경우)이다. 복합비는 1:1이며 도 1과 같은 단면을 갖는 방사구금을 통과하였다. 제 1 슬릿 내지 제 3 슬릿의 면적비가 4.7 : 2.3 : 1인 방사구금을 통하여 토출되는 폴리머를 4,300m/min의 속도로 권취하여 100 데니어 24필라멘트의 POY사를 만든 후 1.33배 연신하여 75 데니어 24필라멘트의 연신사를 제조하였다. 이렇게 하여 얻은 나이론 잠재권축사의 특성을 표 1에 나타내었다.

실시예 2

제1성분을 나이론 66와 나이론 6의 중량조성비를 65:35로 랜덤공중합한 황산상대점도 3.18의 고수축 나이론(비수수축률 24%)으로 하고, 제2성분을 황산상대점도 3.08의 일반 나이론 6(비수수축률 8%)으로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.

실시예 3

제1성분을 일반 나이론으로 하고, 제2성분을 고수축나이론으로 하며, 복합비를 4:6으로 한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일하게 실시하였다.

비교예 1

제1성분을 저점도 일반나이론(황산상대점도 2.47)으로 하고, 제2성분을 고점도 일반나이론(황산상대점도 3.08)으로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게실시하였다.

비교예 2

제1성분을 저점도 일반나이론(황산상대점도 2.47)로 하고, 제2성분을 고점도 고수축나이론(황산상대점도 3.18)으로 한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일하게 실시하였다.

비교예 3

제1성분을 고수축 나이론(황산상대점도 3.10)으로 하고, 제2성분을 일반나이론(황산상대점도 3.08)로 하며, 복합비를 2:8로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.

비교예 4

제 1 슬릿 내지 제 3 슬릿의 면적비가 6.0 : 4.0 : 1인 방사구금을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.

	복합비	방사성	탄성률	권축률	흡수성	건조성
실시예 1	5:5	○	77.6	56.5	88.5	92.4
실시예 2	5:5	○	75.2	55.0	78.2	85.0
실시예 3	4:6	△	74.3	53.4	80.1	84.6
비교예 1	5:5	△	71.0	1.6	70.6	80.5
비교예 2	5:5	×	-	-	-	-
비교예 3	2:8	○	56.0	33.0	67.2	80.3
비교예 4	5:5	△	74.0	51.4	59.1	68.4

단, 복합비는 제1성분과 제2성분의 토출중량비이다.

본원 발명에 의해 상용성 및 방사작업성에 문제가 없을 뿐만 아니라 탄성률, 권축률 및 흡한속건성이 우수한 이형단면 나이론 잠재권축사를 제조할 수 있다.

Claims (3)

1. 나이론 66과 나이론 6을 공중합한 고수축성 나이론을 제1성분으로 하고, 일반 나이론 6을 제2성분으로 하여, 상기 제1성분과 제2성분의 복합 중량비를 4:6∼6:4로 조절하여, 왕(王)자형의 방사구금을 사용하여 복합방사한 후, 3000m/min이상의 방사속도로 권취한 다음 1.1∼1.5배 연신함을 특징으로 하는 나이론 잠재권축사의 제조방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 왕(王)자형 방사구금이 W₁의 폭과 L₁의 길이로 종단이 원형인 막대형상의 제1슬릿과, W₂의 폭과 L₂의 길이로 상기 제1슬릿과 수평하게 위치하며 그 중앙이 제1슬릿의 중앙과 동일한 연장선상에 배치된 두 개의 제2슬릿과, W₃의 폭과 L₃의 길이로 상기 각각의 제2슬릿의 중앙과 제1슬릿의 중앙을 연결하는 두 개의 제3슬릿로 이루어진 변형된 왕(王)자 형태를 가지며, 하기 식 1을 만족시키는 것을 특징으로 하는 나이론 잠재권축사의 제조방법.

   [수학식 1]

   W₁L₁: W₂L₂: W₃L₃= a : b : 1

   상기 식에서 W_i는 제 i 슬릿의 폭, L_i는 제 i 슬릿의 길이를 나타내며,

   a는 3.0 ≤ a ≤ 5.5를 만족시키는 실수이고,

   b는 1.5 ≤ b ≤ 3.5를 만족시키는 실수이다.
3. 제 1항에 있어서, 상기 고수축성 나이론은 나이론 66 60∼80중량%와 나이론 6 40∼20중량로 이루어지고, 96% 황산 상대점도가 2.5∼3.20 범위이며, 비수수축률이 18∼26%인 것을 사용하고, 상기 나이론 6은 황산상대점도 2.4∼3.05 범위이며 비수수축률이 6∼9%인 것을 사용하며,

   상기 고수축성 나이론과 일반 나이론은 96% 황산상대점도 차이가 0.2 이내에 있고, 비수수축률 차이가 10% 이상인 것을 특징으로 하는 나이론 잠재권축사의 제조방법.